Externe SSDs: JMicron JMS583 bringt PCIe‑SSDs erstmals USB bei

Externe SSDs mit mehr als 560 MB/s gibt es derzeit nur* mit Thunderbolt-Schnittstelle, was die Kompatibilität zu Geräten stark einschränkt. Mangels PCIe-kompatiblem Bridge-Chip kann bei USB-SSDs intern nur SATA-Technik eingesetzt werden. Dies könnte sich bald ändern, denn JMicron hat den ersten PCIe-auf-USB-Bridge-Chip gezeigt.

*Modelle mit internem RAID-Verbund aus SATA-SSDs und USB 3.1 bilden die seltene Ausnahme.

JMicron JMS583 ermöglicht externe SSDs mit 1 GB/s ohne Thunderbolt

Der neue Bridge-Controller trägt die Bezeichnung JMS583 und überführt die Signale vom USB-Protokoll in der aktuellen Ausführung USB 3.1 Gen 2 mit 10 Gbit/s auf PCIe 3.0 x2. Somit lässt sich erstmals ein externer Datenträger umsetzen, der intern schnelle PCIe-SSD-Technik verwendet und zugleich extern dank herkömmlichem USB – USB 2.0, USB 3.0 und USB 3.1 werden unterstützt – mit unzähligen Geräten kompatibel ist.

Die Leistung wird allerdings durch USB 3.1 Gen 2 limitiert, womit bei etwas mehr als 1 GB/s Schluss ist, während PCIe 3.0 x2 durchaus 1,5 GB/s schafft. Dennoch bedeutet dies fast eine Verdoppelung der Datenübertragungsrate gegenüber bisherigen Lösungen, bei denen die interne SATA-Schnittstelle schon bei etwa 560 MB/s limitiert. Ein aktuelles Beispiel ist Samsungs Portable SSD T5, die im Test mit bis zu 550 MB/s zwar etwas schneller als der Vorgänger arbeitet, doch USB 3.1 Gen 2 nicht ausreizen kann, da im Inneren eine (m)SATA-SSD steckt.

Demo mit M.2-Adapter auf der Computex

Auf der Computex 2018 hat JMicron die mögliche Leistung mit dem JMS583 auf einem M.2-Adapter (siehe Titelbild) mit USB-Typ-C-Anschluss demonstriert. Dabei wurde eine Samsung 960 Pro als SSD-Proband eingesetzt, mit der die „externe SSD“ lesend wie schreibend rund 1.000 MB/s erreichte. Auf einem Schild zeigt JMicron weitere Ergebnisse im CrystalDiskMark mit anderen PCIe-SSDs, um zu verdeutlichen, dass generell PCIe-SSDs unterstützt werden.

Auf dieser Basis wären externe USB-Gehäuse für M.2-SSDs mit PCIe denkbar, wie sie bisher nur für SATA-Modelle verfügbar sind.

Laut dem Datenblatt zum JMS583 (PDF) unterstützt der Bridge-Chip den TRIM-Befehl und ist mit den Standards USB Mass Storage Class Bulk-Only Transport (BOT) und USB Attached SCSI Protocol (UASP) konform. Zudem werden diverse Stromsparmodi unterstützt.

• Integrates with USB Type-C TM multiplexer & configuration channel (CC) logic
• Supports TRIM to the SSD
• Complies with PCI Express Base Specification Revision 3.1a
• Complies with NVM Express 1.3
• Complies with USB 3.1 Gen 1 and Gen 2 Specification, USB Mass Storage Class, Bulk-Only Transport Specification (Revision 1.0)
• Complies with USB Attached SCSI Protocol (UASP) Specification (Revision 4)
• Supports USB Super-Speed/High-Speed/Full-Speed Operation
• Supports USB2.0/USB 3.1 Gen 1/2 power saving mode
• Supports external SPI NVRAM for Vendor VID/PID of USB2.0/USB 3.1 Gen 1/2 device controller
• Thirteen GPIOs for customization
• Provides hardware controlled PWMs
• Provides software utilities for downloading the upgraded firmware code under USB2.0/USB 3.1 Gen1,2
• Design for Windows 7, Windows 10 and MAC 10.10.5 or later version
• Supports 25MHz external crystal
• Supports 3.3V I/O
• Embedded 5V to 1.0V voltage regulator
• Embedded 5V to 3.3V linear voltage regulator (LDO)
• QFN64 8x8 package

Thunderbolt als schnellere aber wenig universelle Alternative

Schon jetzt gibt es externe SSDs mit mehr als 1 GB/s und sogar bis zu 2,8 GB/s. Diese nutzen Thunderbolt als Schnittstelle. In aktueller Ausführung Thunderbolt 3 wird der Steckertyp USB C genutzt. Allerdings verwendet Thunderbolt PCIe-Leitungen (bis PCIe 3.0 x4), weshalb Thunderbolt-SSDs trotz USB-Stecker nur an Thunderbolt-kompatiblen Anschlüssen genutzt werden können. Diese sind jedoch noch nicht sehr weit verbreitet, was die Zahl kompatibler Geräte stark eingrenzt.